Pôdorysné tvary korýt tokov a Fargueove tézy

Transkript

1 Pôdorysné tvary korýt tokov a Fargueove tézy

2 Pôdorysné tvary a klasifikácia aluviálnych tokov (Aluviálny naplaveninový)

3 Terminológia Konkáva Konvexa Brod Konvexa Brod Krivosť = 1/r

4 Typy pôdorysných tvarov aluviálnych tokov

5 Priame korytá tokov korytá, ktoré nevytvárajú vlnovku (väčšinou staršie úpravy) rovné len brehy prúdnica zakrivená Z pohľadu stability ich môžeme hodnotiť ako nestabilné (pohyblivé splaveninové lavice)

6 Rozvetvené korytá Charakteristika: Príčiny vzniku: Široké koryto Nejasne definované brehy Koryto je delené aluviálnymi ostrovmi a plytkými úsekmi Presýtenie toku splaveninami (neschopnosť transportu) Strmé sklony širokých a plytkých lavíc, v ktorých sa eróznou činnosťou vytvárajú pohyblivé lavice a ostrovy

7 Rozvetvený tok

8 Meandrujúce korytá Definícia: Meander je zákruta väčšej dĺžky ako je polovica obvodu kružnice opísanej nad jej tetivami Meandrovanie je cyklický proces, ktorý sa v ostatnej riečnej činnosti nevyskytuje. Typické znaky meandrujúceho toku: Tok meandruje vtedy, keď má iba o niečo väčšiu rýchlosť ako je potrebná na transport unášaného materiálu. Strmšie a miestami zvislé konkávne svahy v súdržných kohéznych zeminách Mierne sklony svahu v konvexných častiach oblúkov V prechodových oblastiach medzi oblúkmi symetrické koryto, často s kamenitým podkladom charakteristická prúdová oblasť Vývoj meandra:

9 Vývoj meandra

10 Ramená v meandrujúcich tokoch A Vedľajšie rameno B Slepé rameno D Mŕtve, odstavené rameno, oddelené hrádzou C Mŕtve rameno

11 Ramená v meandrujúcich tokoch

12 Ramená v meandrujúcich tokoch

13 Ramená v meandrujúcich tokoch

14

15 Fargueove tézy

16 Fargueove tézy Pre zlepšenie plavvebných podmienok na rieke Garonne francúzsky vedec L. FARGUE, skúmal stavbu koryta tejto rieky. Zistil, že medzi jednotlivými faktormi, ktoré formujú koryto je priamy vzťah a pôsobenie vodného prúdu na koryto a naopak je vzájomné. Na základe výsledkov svojich pozorovaní od roku 1868 publikoval niekoľko zaujímavých prác s originálnymi poznatkami, ktoré popisujú vzájomné vzťahy medzi morfologickými charakteristikami vodného toku a vlastnost'ami vodného prúdu. Porovnávaním priečnych profilov, krivosti a dĺžky oblúkov v rôznych úsekoch rieky zistil, že zmena pôdorysného tvaru trasy toku spôsobuje aj zmenu priečneho profilu toku. Na základe toho prišiel k záveru, že hĺbka je funkciou zakrivenia trasy. Podrobný rozbor tejto závislosti ho viedol k trom zisteniam:

17 Fargueove tézy 1. Hĺbky nadobúdajú minimálne hodnoty v bode zmeny krivosti (inflexný bod) medzi dvoma protismernými oblúkmi. 2. Maximálne híbky zodpovedajú vrcholu oblúka. Za vrchol považuje tu časť oblúka, ktorá má maximálne zakrivenie. Krivost'ou sa rozumie prevrátená hodnota vel'kosti polomeru oblúka R 3. Maximálna hĺbka je tým väčšia, čím je zakrivenie vo vrchole oblúka výraznejšie.

18 Fargueove tézy Postupným zhromažďovaním nových poznatkov o premenách riečneho koryta rieky Garonne formuloval d'alšie závery. L. F ARGUE doplňuje poznatky o výskyte maximálnych a minimálnych hlbok: Tvarové extrémy oblúka (maximálna a minimálna krivost') neležia na rovnakých poradniciach s extrémami koryta (maximálna a minimálna hĺbka vody), ale najmenšie hĺbky (brodový úsek) vznikajú v určitej vzdialenosti po prúde od miesta najmenšej krivosti (inflexný bod). Pomer dĺžky, o ktorú sa minimálna hĺbka odchyl'uje od extrému, ku dĺžke oblúka, je tzv. súčinitel' odchýlenia. Z uskutočnených meraní udáva ako pomernú hodnotu 0,25 a obdobne prehlbuje poznatok o maximálnych hĺbkach, kde každému vrcholu oblúka prináleží maximálna hĺbka daného okolia vrcholu oblúka. Táto maximálna hĺbka je taktiež odchýlená od vrcholu oblúka smerom po prúde. V súvislosti s odchýlením maximálnych hĺbok poukazuje na to, že oblúky menia svoju polohu a taktiež sa posúvajú aj konvexné brehy smerom po prúde.

19 Fargueove tézy Vo svojej monografii z r zrnul výsledky svojich poznatkov na základe, ktorých sa následne formulovalo 6 téz, ktoré majú nasledovné znenie (MACURA, 1966): 1.Téza o odl'ahlosti: Najväčšie hĺbky sa vyskytujú za miestom najväčšieho zakrivenia, najmenšie hĺbky za začiatkom oblúka vo vzdialenosti približne 2B resp. 1/4 dĺžky oblúka. 2.Téza o hĺbkach: Hĺbky v zakrivenej trati sú tým väčšie, čím je väčšia krivosť oblúka t.j. menší polomer zakrivenia.

20

21 Fargueove tézy 3. Téza o dĺžke zakrivenej trati: Aby sa priebežne udržala najvýhodnejšia hĺbka, nesmie byt' priama ani zakrivená trat' príliš dlhá. alebo krátka. Vhodné dĺžky treba odpozorovat' priamo v toku pred úpravou na jeho stabilných úsekoch. 4. Téza o uhle dotyčníc: Pri rovnakej dĺžke oblúkov s odlišnou krivosťou je priemerná hĺbka medzi dvoma brodmi (v oblúku) tým väčšia, čím je väčší vonkajší uhol, ktorý zvierajú dotyčnice vedené koncovými bodmi oblúka.

22

23 Fargueove tézy 5.Téza o plynulosti sklonu dna: Pozdĺžny sklon dna v prúdnici je len vtedy pravidelný, ked' sa polomer zakrivenia trasy toku meni postupne a znenáhla. Každá náhla zmena krivosti vyvoláva náhlu zmenu sklonu dna. 6.Téza o sklone dna: Ak sa krivosť mení plynulo, zväčšuje sa pozdížny sklon dna s rastúcou krivosťou.

24

25 Okrem týchto základných 6 téz definovali Fargue ajeho súčasníci 7. a 8. tézu: by bola zachovaná stabilita koryta v brodoch, má byť šírka koryta v týchto miestach menšia ako voblúkoch. Vnútorné oblúky (konvexy) majú byť dlhšie ako oblúky vonkajšie (konkávy). Farguove názory a zistenia predstavovali prvý pokus o formuláciu zákonitostí vývoja prirodzených riečnych tokov. Jeho doporučenia k úprave tokov boli aj prvými smernicami pre reguláciu riek a jeho názory a uplatňujú v technické praxi až dodnes. Zistilo sa však, že nemajú úplne obecnú platnosť. napriek tomu sa dnes Farguove tézy pokladajú za východiskové poznatky o zákonitostiach vývoja prirodzených korýt'lodných tokov v určitých podmienkach (koryto vytvorené na vlastných náplavách z jemnozrnnýcht)lavenín). Experimenty niektorých autorov však nepotvrdzujú FARGUE-ov predpoklad, že oblúk toku má vždy tvar príbuzný krivkám s premenlivou krivost'ou.

26 Zásady pri návrhu úpravy toku Nenarušiť odtokové pomery v údolnej nive (vinutie toku v najnižšom mieste údolia) (riešiť zmenu odtokových pomerov aj nad a pod úpravou) vodný tok = jeden harmonický a dynamický celok Plynulo nadviazať začiatok a koniec úpravy na starý tok (poloha, sklon dna) Zachovať pozdĺžny sklon nivelety dna (pomocou stupňov a iných objektov na toku) (vplyv na splaveninový režim a stabilitu koryta) Správne zaúsťovať prítoky (uhol sútoku a nadm. výška) Nenarušiť ráz okolitej krajiny Minimalizovať náklady na zemné práce (napr. obchádzať strmé svahy a pod.) Zachovať priľahlé objekty (budovy, komunikácie, mosty, inž. siete,...) Snažiť sa zachovať prirodzenú biologickú rovnováhu a biodiverzitu v údolnej nive Navrhnúť optimálny tvar prúdnice vychádzajúc z Fargueovych téz: Trasu vinúť z navzájom protismerných oblúkov prekladaných priamymi časťami Dodržovať parametre novej trasy vychádzajúce zo šírky hladiny starého koryta (krivosť a dĺžka oblúkov a dĺžka priamych)